• Transactions of the KSME C: Technology and Education
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• v.2 no.1
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• pp.65-72
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• 2014

The purpose of this study is to design a heat insulator for reducing available energy loss in stratified thermal storage tank. Heat insulator is operated by buoyancy effect from density difference between hot and cold water without extra equipment. Analysis model using the Matlab Simulink was developed to estimate the internal temperature distribution in thermal storage tank and also used to select proper material and thickness of the heat insulator. Operational feasibility was confirmed through reduced scale experiment. As a result, heat insulator can effectively delay the formation of thermal boundary layer between hot and cold water. In reduced scale experiment, heat insulator can preserve additional 1540J of available energy. When applied to the real thermal storage tank, increase of 6% thermal storage efficiency can be expected.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.14 no.1
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• pp.24-32
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• 1989

고밀도(高密度)의 열(熱)에너지를 저장(貯藏)하기 위(爲)한 잠열축열장치를 설계(設計), 제작(製作), 작동(作動)하는 경우 잠열축열장치의 사용목적(使用目的)에 적합(適合)한 최적설계(最適設計)와 그 효율적(效率的)인 이용(利用)을 위(爲)해서는 그 부열특성(傅熱特性)이 규명(糾明)되어야 한다. 본(本) 연구(硏究)에서는 실용화(實用化)에 필요(必要)한 이중관형(二重管形) 잠열축열장치의 방열과정(放熱過程)에서의 부열특성(傅熱特性)을 이차원적(二次元的)으로 실험(實驗) 분석(分析)하였으며, 시간변화(時間變化)에 따른 잠열재의 온도변화(溫度變化)와 응고율(凝固率)이 실험분석치(實驗分析値)와 이론분석치(理論分析値)에 있어서 잘 일치하였다. 한편 응고율(凝固率), 방열율(放熱率), 물의 온도변화(溫度變化)에 대(對)한 분석(分析)을 하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.85-93
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• 1990

A numerical study on the cylindrical packed bed sensible heat storage unit was accomplished by finite difference method. Relation between the heat storage rate and the mechanical pumping energy and the characteristics of the heat storage were investigated for various in let velocities and porosities. In this study, the numerical results are as follows: 1) The temperature distributions of solid and fluid rapidly reached the steady state as the heat capacity ratio was increased. 2) The efficiency of the heat storage was increased as the heat capacity ratio was decreased. For constant heat capacity ratio, however, the efficiency of the heat storage was increased at lower porosity. 3) It is very profitable to design the heat storage system such that the porosity is larger for the large flow rate and samller for small flow rate.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.4 no.2
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• pp.235-235
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• 1990

A numerical study on the cylindrical packed bed sensible heat storage unit was accomplished by finite difference method. Relation between the heat storage rate and the mechanical pumping energy and the characteristics of the heat storage were investigated for various in let velocities and porosities. In this study, the numerical results are as follows: 1) The temperature distributions of solid and fluid rapidly reached the steady state as the heat capacity ratio was increased. 2) The efficiency of the heat storage was increased as the heat capacity ratio was decreased. For constant heat capacity ratio, however, the efficiency of the heat storage was increased at lower porosity. 3) It is very profitable to design the heat storage system such that the porosity is larger for the large flow rate and samller for small flow rate.

• 전기의세계
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• v.22 no.2
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• pp.75-86
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• 1973

본 연구에서는 전기온돌의 안방열손실을 감소시키고 축열효과를 향상시키기 위한 방법을 검토하였으며 전기온돌에서 발생하는 진동소음을 감살시킬 수 있는 대책을 제시하였다. 저육들은 6.6[m$^{2}$] 크기의 전기온돌 model을 이용하여 건물의 구조차이와 하향열단열층의 설치유무에 따른 보온특성의 차이를 기록분석하였으며 그 결과 열전도계수가 0.03[kcal/m.hr.deg. C]정도인 내열성 Styropol과 지석 Mortar로 구성된 하향열단열층을 전기온돌의 마닥에 설치할 경우 난방부하의 감소로 인하여 축열효율이 약 2배나 향상된다는 결론을 얻었다. 또한 전기온돌공사시에 발열선을 지지할 수 있는 대각선형 Spacer를 설치하고 발열선이 매설콘크리트가 완전히 양생된 이후에 전력을 인가하면 흔히 전기온돌에서 발생하는 120-960[Hz]의 가청진동소음을 방지할 수 있다는 사실을 실험적으로 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 1998.05a
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• pp.77-82
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• 1998

현재 온실 난방에 주로 이용되고 있는 난방기는 대부분이 화석에너지를 연료로 사용하고 있다. 따라서 생산비의 가중이 불가피하며, 또한 연소 과정에서 발생하는 배기 가스로 인하여 환경 오염이 문제시되고 있다. 따라서 태양에너지를 보다 더 적극적으로 활용할 수 있는 기술의 개발이 요구된다. 태양에너지를 시설 농업에 적극적으로 이용하기 위해서는 주간에 밀도가 낮은 태양에너지를 고밀도로 축열하여 기온이 급강하하는 야간의 보온에 활용하여야 한다. 주간의 온실내 잉여 태양에너지를 축열할수 있는 상변화 온도 3$0^{\circ}C$ 수준의 잠열축열재를 개발하기 위하여 수행한 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. SCD에 Borax를 0.0~5.0wt% 첨가하여 과냉도를 25.$0^{\circ}C$에서 $1.5^{\circ}C$ 이하로 조절하였으며, Borax의 적정 함량은 3.0wt%였다. 2. SCD에 Carbopol을 0.0~3.0wt% 첨가하여 상분리량을 70.0%에서 0.0%로 조절하였으며, Carbopol의 적정 함량은 1.5wt%였다.3. 축열재 내구성 검증을 위하여 0~1,500회의 상변화 사이클을 수행하였다. 이때 상변화 온도의 변화량이 $\pm$1.$0^{\circ}C$ 이하, 잠열량 변화가 $\pm$2.0 kacl/kg 이하로서 안정된 값을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 축열재의 수명을 10년까지는 보장할 수 있는 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2003.07b
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• pp.921-924
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• 2003

한전에서는 수요관리의 하나의 방법으로 심야전력요금제도를 운영하고, 심야축열기기를 보급하여 기저부하증대 및 부하율을 개선하기 위한 많은 노력을 기울이고 있다. 최근 유가상승 등의 원인으로 1999년과 2000년에 심야전력 난방기기의 급격한 보급증가로 인한 심야시간대 동계 최대 전력수요가 발생하여 22시 이후 단시간 부하급증으로 일부지역의 배전선로 회선용량부족 및 부하불평형으로 정전을 유발하게 되는 등 많은 어려움이 발생하였다. 본 논문은 심야수요급증으로 인한 대책의 일환으로 축열식 심야난방기기에 대하여 심야전력의 공급시간 자동제어장치를 개발하였다. 축열 잔열량을 측정하여 그 잉여량 만큼의 시간동안 심야전력의 공급을 지연하여 심야전력 공급초기에 집중되는 심야기기의 가동을 억제하여 심야부하를 분산하게 된다. 이로써 축열식 난방기기에 의한 동계 최대 전력수요 발생을 억제하여, 배전선로의 효율적인 운영에 기여할 것으로 기대된다

• Solar Energy
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• v.16 no.2
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• pp.39-47
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• 1996

The horizontal thermal storage tank with heat pipe which is suitable for the sensible heat storage system is able to store a hot water from the heat source such as heating pad efficiently and to supply a hot water to load rapidly. And arrangement of heating pad play an important role in thermal flow and thermal storage efficiency. In this experiments, number of heating pad is ranged from three, five and nine, and when there is no change on number of heating pad, arrangements are two types of concentration-type and dispersion-type. Strong entrainment take place in the case of concentration-type of heating pad, and rapid temperature rise(${\Delta}{\doteqdot}1.6{\sim}3.2^{\circ}C$) in the tank is obtainable on the concentration-type than dispersion-type. In the constant number of heating pad, the concentration-type has the higher efficiency with about $5{\sim}6%$ than the dispersion-type Therefore, concentration-type of heating pad is an efficient design in constant number of heating pad.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.4
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• pp.331-341
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• 2013

In a solar domestic hot water (SDHW) system, solar energy is collected using collector panels, transferred to a circulating heat transfer fluid (brine), and eventually stored in a thermal storage tank (TST) as hot water. In this study, a computational fluid dynamics (CFD) model was developed to predict the solar thermal energy storage in a hybrid-type TST equipped with a helical jacket heater (mantle heat exchanger) and an immersed spiral coil heater. The helical jacket heater, which is the brine flow path attached to the side wall of a TST, has advantages including simple system design, low brine flow rate, and enhanced thermal stratification. In addition, the spiral coil heater further enhances the thermal performance and thermal stratification of the TST. The developed model was validated by the good agreement between the CFD results and the experimental results performed with the hybrid-type TST in SDHW settings.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.119-119
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• 2010

무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.